Новини освіти і науки:

G+

Тлумачний словник
Авто
Автоматизація
Архітектура
Астрономія
Аудит
Біологія
Будівництво
Бухгалтерія
Винахідництво
Виробництво
Військова справа
Генетика
Географія
Геологія
Господарство
Держава
Дім
Екологія
Економетрика
Економіка
Електроніка
Журналістика та ЗМІ
Зв'язок
Іноземні мови
Інформатика
Історія
Комп'ютери
Креслення
Кулінарія
Культура
Лексикологія
Література
Логіка
Маркетинг
Математика
Машинобудування
Медицина
Менеджмент
Метали і Зварювання
Механіка
Мистецтво
Музика
Населення
Освіта
Охорона безпеки життя
Охорона Праці
Педагогіка
Політика
Право
Програмування
Промисловість
Психологія
Радіо
Регилия
Соціологія
Спорт
Стандартизація
Технології
Торгівля
Туризм
Фізика
Фізіологія
Філософія
Фінанси
Хімія
Юриспунденкция

Графопроектор та його використання

Проекційні технічні засоби навчання – це система технічних засобів навчання, в якій носіями інформації є діапозитиви і транспаранти, що подаються учням за допомогою діапроекторів і графопроекторів.

Статичні – значить нерухомі. Так вони називаються тому, що створюють на екрані нерухомі зображення предметів, які проектуються за допомогою апаратури.

Вони прості за конструкцією і доступні для користування. Вони дають можливість організувати демонстрування графічних зображень: схем, карт, малюнків і т.п.

Педагогічний ефект від застосування технічних засобів статичної проекції в значній мірі визначається якістю зображення на екрані, яка залежить від особливостей проекційної апаратури.

У зв’язку з цим знання особливостей сприймання екранного зображення, його залежності від технічних параметрів апаратури дуже потрібні тим, хто використовує технічні засоби статичної проекції в навчально-виховному процесі.

Технічні засоби статичної проекції доцільно використовувати тоді, коли предмет вивчення вимагає тривалого пояснення.

В процесі використання графопроекційних статичних ТЗН ми отримуємо на екрані двомірні зображення (рис. 1).

Носіями інформації є великоформатні діапозитиви, які називають транспарантами, що проектуються на екран за допомогою графопроекторів. Графопроектори є лінзові (рис. 1) та дзеркальні (рис. 2).

Рис. 1. Оптична схема лінзового графопроектора:

1 – сферичне дзеркало (рефлектор);

2 – джерело світла; 3 – конденсор (лінза Френзеля);

4 – робоча поверхня з об’єктом, що проектується;

5 – проекційний об’єктив; 6 – поворотне плоске дзеркало;

7 – екран.

Рис. 2. Оптична схема дзеркального графопроектора:

1 – асферична лінза; 2 – джерело світла; 3 – сферичне дзеркало;

4 – поворотне плоске дзеркало; 5 – проекційний об’єктив;

6 – екран; 7 – робоча поверхня з об’єктом, що проектується;

8 – дзеркало Френзеля.

1.4. Мультимедійний проектор

Мультимедійний проектор – це сучасний проекційний апарат, призначений для демонстрування відеоінформації на екрані із звуковим супроводом, записаної на жорсткому комп’ютерному диску (вінчестері), на оптичних дисках різних форматів, відеомагнітній стрічці, флеш-пам’ті (флеш-носіях), дискетах, а також відеоінформації безпосередньо з телевізора, цифрового фотоапарата, відеокамери, відеомагнітофона, мобільного телефона, DVD-плеєра, документ-камери та інформації, яка вводиться в комп’ютер за допомогою клавіатури.

Використання мультимедійного дає можливість позбутися недоліків апаратів статичної проекції і значно розширити види носіїв зорової і звукової інформації. Мультимедійний проектор забезпечує на екрані зображення високої якості в затемненому і незатемненому (на екран не попадає пряме сонячне проміння) приміщеннях.

Мультимедійний проектор складається з таких основних частин:

1. Корпус.

2. Лампа проектування.

3. Об’єктив.

4. Вентилятор.

5. Гучномовець.

6. Вбудований інтерфейс (меню).

7. Блок для перетворення електричних сигналів у відеосигнали.

8. Блок для перетворення електричних сигналів в електричні сигнали звукової частоти.

9. Підсилювач відеосигналів.

10. Підсилювач аудіосигналів.

11. Органи управління на проекторі.

12. Гнізда для під’єднання джерел відео- та аудіоінформації.

13. Гнізда для під’єднання гучномовців, акумуляторів, до електричної мережі.

На рисунках 3, 4, 5, 6 зображено вигляд мультимедійного проектора спереду, зверху, справа, знизу та вміщено назви гнізд та органів управління.

Рис. 3. Мультимедійний проектор (вигляд спереду):

1 – об’єктив; 2 – інфрачервоний пристрій; 3 – вентиляційні отвори

Рис. 4. Мультимедійний проектор (вигляд зверху):

1 – індикатор температури; 2 – індикатор лампи; 3 – меню; 4 – кнопка для встановлення режиму очікування з входу або виходу; 5 – кнопка для входу в меню; 6 – кнопка для виходу з меню; 7 – кнопка для автоматичного регулювання позиції, фази збереження на екрані

Рис. 5. Мультимедійний проектор (вигляд справа):

1 – вхідне гніздо для під’єднання до комп’ютера; 2 – гніздо для під’єднання до гучномовця; 3 – контрольний порт для керування проектором з комп’ютера; 4 – супергніздо для під’єднання до відеомагнітофона, відеоплеєра; 5 – гніздо для під’єднання до телевізора, відеомагнітофона, відеоплеєра; 6 – гнізда для під’єднання виходу звуку з телевізора, відеомагнітофона, відеоплеєра; 7 – універсальний порт для під’єднання керування проектором з комп’ютера; 8 – гніздо для під’єднання проектора до підсилювача та навушників; 9 – вхідне гніздо для під’єднання монітора або іншого мультимедійного проектора; 10 – гніздо для під’єднання проектора до електромережі; 11 – вимикач

Рис. 6. Мультимедійний проектор (вигляд знизу)

Базові технології мультимедійних проекторів

Сьогодні у різних країнах світу розроблено чотири основних технології проектування на екран проекційного зображення за допомогою мультимедійних проекторів. Основна різниця між ними полягає в типі елемента, який застосовується для формування зображення.

Існують такі базові технології мультимедійних проекторів:

1. CRT – Cathode Ray Tube (катодно-променева трубка).

2. LCD – Liquid Crystal Display

(рідиннокристалічний дисплей просвітного типу).

3. D-ILA – Direct Drive Image Light Amplifier (рідиннокристалічна матриця відбиваючого типу).

4. DLP – Digital Light Processing (цифрова обробка світла).

Мультимедійний CRT-проектор

Мультимедійний CRT-проектор(рис. 7) має три електронно-променевих трубки з розміром екрану від 7 до 9 дюймів по діагоналі. Кожна трубка відтворює один з базових кольорів – червоний, зелений або синій. Всі трубки мають спеціальні модулятори.

Рис. 7. Мультимедійний CRT-проектор

Принцип роботи CRT-проектора полягає у наступному. Вхідний відеосигнал надходить на катод відповідної катодно-променевої трубки. Кольорові складові, які виділяються з вхідного сигналу, керують роботою модуляторів відповідних трубок, змінюючи при цьому інтенсивність електронного променя, який під дією магнітного поля відхиляючої системи сканує внутрішню поверхню екрана трубки з фосфорним покриттям.

Таким чином, на екрані катодно-променевої трубки формується зображення одного кольору. За допомогою об’єктива проектора воно проектується на зовнішній екран, де змішується з проекціями від двох інших трубок, і на екрані ми отримуємо повноцінне кольорове, яскраве і збільшене зображення.

Мультимедійний LCD-проектор

В мультимедійному проекторі, який виконаний за технологією LCD (рис. 8), функції формування зображення виконує LCD-матриця просвітлювального типу. За принципом дії такі проектори нагадують звичайні діапроектори з тією різницею, що зображення, яке проектується на екран, формується при проходженні світлового потоку, що створюється лампою, не через слайд, а через рідкокристалічну панель.

Рідкокристалічна LCD-панель це прямокутний масив з двох скляних пластин, на які нанесені орієнтаційні полімерні плівки і розміщені електроди з напівпрозорого оксиду індію. На поверхню полімерної плівки нанесені борозни. Між пластинами розташовані рідкі кристали, молекули яких орієнтуються в необхідному напрямку за рахунок борозен на плівці.

На скляних пластинах знаходяться також поляризаційні фільтри, які відсікають світло будь-якої поляризації крім заданої. Молекули рідких кристалів мають властивість змінювати поляризацію світла, яке через них проходить, лише тоді, коли падаючий промінь світла проходить уздовж (паралельно) до головної осі.

Сучасні LCD-проектори виконуються на базі трьох полісиліконових рідкокристалічних матриць, які мають розміри від 0,7 до 1,9 дюйма по діагоналі. Структурна схема такого проектора вміщена на рис. 8. Кожна з панелей (матриць) призначена для забезпечення передачі одного з трьох кольорів – червоного, зеленого і синього.

Рис. 8. Структурна схема мультимедійного LCD-проектора

Переваги LCD-технологій полягають у наступному:

– гарна насиченість кольорів;

– наявність прозорого (білого) сектору для підсилення яскравості;

– точна передача кольорів;

– забезпечення чіткого зображення;

– висока яскравість зображення;

– підходить для великих екранів.

Недоліки LCD-технологій є такими:

– зображення спостерігається як через сітку;

– недостатньо виражені чорний колір і контрастність;

– більш високий рівень шуму;

– обов’язкове активне охолодження;

– швидке старіння матриць;

– велика вартість лампи.

За LCD-технологіямивипускають такі моделі мультимедійних проекторів: Epson EMP-765; Sony VPL-CX-20; Sony VPL-CS-20.

D-ILA-технологія, як і LCD-технологія, базується на властивості рідких кристалів. Проте, замість звичайних просвітлювальних матриць на основі аморфного або полікристалічного кремнію, в D-ILA-проекторах для формування зображення використовуються прилади відбиваючого типу.

У матриці D-ILA-проектора світломодулюючий рідкокристалічний шар розташований над підкладкою з монокристалічного кремнію, на який фотографічним способом сформовані керуючі пікселями електроди, що одночасно виконують функції відбиваючих елементів.

У D-ILA-проекторі майже вся схема управління матрицею розміщується безпосередньо у підкладці. Матриці D-ILA простіші і при менших розмірах можуть мати досить високу роздільну здатність. Ефективність використання площі кристалу в них досягає 93,0 відсотки, що практично виключає появу на екрані сіткової структури.

Більшість D-ILA-проекторів базується на матриці з роздільною здатністю 13651024 пікселів, мають світловий потік від 1000 до 7000 лм. Вони важчі і дорожчі, ніж LCD-проектори.

Розглянемо більш детально матрицю D-ILA-проектора, структура якої показана на рисунку 14. Вона представляє собою багатошарову структуру, яка розміщена на підкладці з монокристалічного кремнію. Всі компоненти схеми управління знаходяться за світломодулюючим шаром рідких кристалів. Це дозволяє значно збільшити густину розміщення пікселів, розміри яких можуть складати лише декілька мікрон і забезпечити високу ефективність використання площі кристала.

Рис. 9. Схематичне зображення матриці мультимедійного

D-ILA-проектора

Перевагою технології D-ILA є також можливість формування світломодулюючого шару і схеми управління в ході єдиного технологічного процесу. Відбиваючі властивості матриці визначаються станом шару рідких кристалів, який змінюється під дією змінної електричної напруги, яка формується між відбиваючими піксельними електродами і загальним для всіх пікселів прозорим електродом. D-ILA-матриці витримують значне підвищення температури, що дозволяє застосовувати потужні джерела світла.

D-ILA-проектор має три матриці. Кожна матриця формує червоний, зелений або синій колір. Такий проектор демонструє високої якості зображення, на якому практично непомітна піксельна структура. Оптична схема D-ILA-проектора показана на рисунку 10. Основна різниця між принципом роботи LCD-проектора та D-ILA-проектора полягає у тому, що у першому випадку зображення, яке формувалось у матриці, просвічується, а в другому випадку – відбивається.

Рис. 10. Оптична схема мультимедійного D-ILA-проектора

D-ILA-проектори мають такі переваги:

– висока яскравість;

– демонстрування на великому екрані;

– ідеальна геометрія;

– легке настроювання і простота у використанні.

Мультимедійний DLP-проектор

DLP (Digital Light Processing) – цифрова обробка світла. При застосуванні DLP-технології формування зображення відбувається за допомогою цифрового мікродзеркального пристрою DMD.

DMD-кристал (матриця) (Digital Micromirror Device) представляє собою кремнієву пластину, на поверхні якої розміщено більше 500 000 керованих мікродзеркал розміром по 16 мікрон кожне і на якому формується зображення. Одне мікродзеркало відповідає одному пікселю. Кожне дзеркало може займати два положення. В одному положенні дзеркало направляє світло в оптичну систему проектора, при цьому вмикається піксель, який відповідає даному дзеркалу. У другому положенні дзеркало направляє світло на світлопоглинач, при цьому піксель, який відповідає даному дзеркалу, вимикається.

Світло надходить на дзеркала вже поділеним на основні кольори – червоний, зелений і синій. Використовується по 256 відтінків кожного кольору, які задаються тривалістю експозиції пікселя протягом одного циклу роботи DMD (рис. 11).

Рис. 11. Принцип формування зображення за допомогою DMD-матриці

Є три різновидності DLP-систем: з однією, двома і трьома DMD-матрицями. Основна різниця між ними полягає у способі поділу світла на основні кольори. Розглянемо DLP-ситему з однією DMD-матрицею(рис. 12).Для виділення основних кольорів використовується світлофільтр, який обертається з частотою 60 обертів за секунду. Він поділений на три сектори: червоний, зелений і синій. Для формування кожного основного відтінку пікселя відводиться третина робочого циклу DMD. Ці відтінки від кожного дзеркала почергово проектуються в одну і ту ж точку екрана.

Рис. 12. Структурна схема DLP-проектора з однією DMD-матрицею

Принцип роботи DLP-технології.

Розглянемо його на прикладі роботи однокристалічного DLP-проектора (рис. 17). Вхідний сигнал від джерела відеоінформації надходить до DMD-матриці, в якій відбуваються відповідні перетворення і вихідні дані записуються в статичну оперативну пам’ять DMD-кристала.

Світло від лампи надходить через фокусуючі лінзи на обертаюче кольорове колесо (світлофільтр), яке складається з червоного, зеленого і синього фільтрів. Кольорове колесо і вхідний сигнал зв’язані один з одним. Якщо, наприклад, світло проходить через синій фільтр, то дзеркала відхиляються на кут +10 градусів, тоді відповідний піксель містить синій колір. Тривалість фіксації дзеркала в такому положенні визначає яскравість відповідного пікселя.

Якщо у задану точку екрана в даний момент необхідно проектувати будь-який колір, крім чорного, то мікродзеркало залишається нерухомим і відбиває світло в об’єктив проектора, а потім на екран. Якщо піксель повинен бути чорним, то мікродзеркало «вимикається» (відхиляється на кут +10 градусів у вертикальній площині) і відбиває промінь не в об’єктив, а в «пастку», що гасить. Управління мікродзеркалами здійснюється електричними імпульсами за допомогою контролера.

Таким чином, кожне мікродзеркало у відповідний момент направляє через об’єктив на екран відповідне кольорове зображення. Швидкість обертання кольорового колеса (світлофільтра) така, що зміст екрана обновлюється 120 разів за секунду. Завдяки цьому зміна елементів зображення на екрані абсолютно непомітна для людського ока і ми бачимо на екрані чітке, яскраве і повнокольорове зображення.

Переваги DLP-проекторів такі:

– довговічність DMD-матриць;

– висока яскравість;

– невеликий рівень шуму;

– демонстрування на великий екран;

– мала вага;

– простота настроювання і використання.

За DLP-технологіями різні фірми світу випускають такі моделі DLP-мультимедійних проекторів:

– Acer PD 322;

– BenQ CP-120;

– BenQ MP-610;

– HP mp 2220;

– NEC LT-30;

– NEC LT-20;

– Toshiba TDP-P8;

– ViewSonic PJ406D;

– Toshiba TDP-FF1.

Більшість мультимедійних проекторів, які сьогодні випускаються у різних країнах світу, конструюються на базових технологіях LCD і DLP. На особливу увагу у порівнянні з іншими заслуговує мультимедійні DLP-проектори, за якими майбутнє.

Читайте також:

<== попередня сторінка	\|	наступна сторінка ==>
Документ-камера	\|	ДОКУМЕНТ-КАМЕРА

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

Генерація сторінки за: 0.007 сек.